Kita mulai.....!SOAL DAN PENYELESAIAN UJIAN SEMESTER II KELAS 11 IPA
Soal 1. Batang homogen yang panjangnya 80 cm dan beratnya 3 kg, diputar dengan poros pada jarak 20 cm dari satu ujung. Momen inersia batang tesebut adalah …
A. 0,28 kg.m2
B. 0,56 kg.m2
C. 2,8 kg.m2
D. 5.6 kg.m2
E. 11,2 kg.m2
Penyelesaian Fisika: A \[\begin{align*} I &= I_{pm} + mx^2 \\ I &= \frac {1}{12}mL^2 + mx^2\\I &= \frac {1}{12}(3)(0,8)^2 + (3)(0,2)^2\\ I &= 0,28kg.m^2\end{align*}\]
Soal 2. Lima partikel dengan massa yang sama 2 kg adalah seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Jika massa batang diabaikan, maka momen inersia adalah jika sumbu rotasi dalam m2 dan jarak masing-masing partikel adalah 1 meter …
A. 90 kg.m2
B. 72 kg.m2C. 60 kg.m2
D. 48 kg.m2
E. 30 kg.m2
Penyelesaian Fisika: E \[\begin{align*} I &= m_1 r_1^2 + m_3 r_3^2 + m_4 r_4^2 +m_5 r_5^2\\ I &= 2.1^2 + 2.1^2 + 2.2^2 + 2.3^2\\ I &= 2 (1^2 + 1^2 + 2^2 + 3^2)\\ I &= 2.15 = 30 kg m^2\end{align*}\]
Soal 3. Dalam sistem seperti gambar, diketahui bahwa mA = 8 kg, mB = 5 kg. Massa katrol = 4 kg dan g = 10 m.s-2. Percepatan linier katrol adalah…
A. 8.0 m.s-2
B. 4.0 m.s-2
C. 5.0m.s-2
D. 2.0m.s-2
E. 1.0m.s-2
Penyelesaian Fisika: D \[\begin{align*} a &=\frac{(m_A-m_B)g}{m_A+m_B+\frac {1}{2}m_k}\\ a &=\frac{(8-5)10}{8+5+\frac {1}{2}(4)}\\ a &=\frac{30}{15}=2m.s^{-2}\end{align*}\]
Soal 4. Seorang penari balet memiliki momen inersia 5 kg.m2. Ketika kedua lengannya direntangkan dan 2 kg.m2 ketika kedua lengan merapat ke tubuhnya. Penari tersebut mula-mula berputar dengan kecepatan 2,4 put.s-1, maka besar kecepatan sudut penari saat kedua tangannya merapat adalah…
A. 3 put.s-1
B. 6 put.s-1
C. 12 put.s-1
D. 18 put.s-1
E. 24 put.s-1
Penyelesaian Fisika: B \[\begin{align*} L&=L'\\ I.\omega &=I.\omega '\\ 5.2,4&=2.\omega '\\ 12&=2.\omega '\\ \omega '&= 6 put.s^{-1}\end{align*}\]
Soal 5. Empat buah benda berbentuk bola dan silinder, masing-masing berwujud pejal dan berongga, memiliki jari-jari yang sama. Keempatnya dilepaskan dari ketinggian h melalui bidang miring sehingga menggelinding tanpa tergelincir. Urutan tiba di dasar bidang miring dari yang lebih dahulu hingga yang terakhir adalah...
A. silinder berongga, bola berongga, bola pejal, silinder pejalB. silinder pejal, bola pejal, bola berongga, silinder berongga
C. bola pejal, silinder pejal, bola berongga, silinder berongga
D. bola padat, bola berongga, silinder, silinder berongga
E. bola berongga, bola padat, silinder berongga, silinder padat
Penyelesaian Fisika: C
Untuk benda menggelinding, percepatan yang dialami benda dapat dihitung dengan persamaan:\[\begin{align*} a = \frac {g\sin \theta }{k + 1} \end{align*}\]Jika momen Inersia benda kita tuliskan dalam bentuk $ I=kmR^2$ , maka:
(1) bola pejal: $ I=\frac {2}{5}mR^2\Rightarrow k=\frac{2}{5}$
\[\begin{align*} a_1 &= \frac {g\sin \theta }{k + 1} \\ &= \frac {g\sin \theta }{\frac {2}{5}+ 1} \\ &=\left ( \frac {5}{7} \right ) g\sin \theta \\ \end{align*}\] (2) silinder pejal: $ I=\frac {1}{2}mR^2\Rightarrow k=\frac{1}{2}$ \[\begin{align*} a_2 &= \frac {g\sin \theta }{k + 1} \\ &= \frac {g\sin \theta }{\frac {1}{2}+ 1} \\ &=\left ( \frac {2}{3} \right ) g\sin \theta \\ \end{align*}\] (3) bola berongga:$ I=\frac {2}{3}mR^2\Rightarrow k=\frac{2}{3}$ \[\begin{align*} a_3 &= \frac {g\sin \theta }{k + 1} \\ &= \frac {g\sin \theta }{\frac {2}{3}+ 1} \\ &=\left ( \frac {3}{5} \right ) g\sin \theta \\ \end{align*}\] (4) silinder berongga $ I=mR^2\Rightarrow k=1$ \[\begin{align*} a_4 &= \frac {g\sin \theta }{k + 1} \\ &= \frac {g\sin \theta }{1+ 1} \\ &=\left ( \frac {1}{2} \right ) g\sin \theta \\ \end{align*}\] urutan Percepatan $a_₁ > a_₂ > a_₃ > a_₄$ seperti gambar
A. 2/5 mv2
B. 1/2 mv2
C. 7/10 mv2
D. 10/9 mv2
E. 5/2 mv2
Penyelesaian Fisika: C
\[\begin{align*} E &= E_{kt}+E_{kr} \\ E &= \frac { 1}{2}mv^2+ \frac { 1}{2}I\omega ^2\\ E &= \frac { 1}{2}mv^2+ \frac { 1}{2}\left ( \frac{2}{5}mR^2 \right )\left (\frac {v}{R} \right )^2\\ E &= \frac { 1}{2}mv^2+ \frac { 1}{5}mv^2\\E &= \frac { 7}{10}mv^2 \end{align*}\]
Soal 7. Definisi cairan adalah ….
A. suatu zat yang selalu mengalir
B. zat yang memiliki bentuk permanen
C. Zat yang tidak memiliki ketegaran
D. Zat yang tidak bisa mengalir
E. Zat yang hanya bisa mengalir pada ketinggian permukaan yang berbeda
Penyelesaian Fisika: E
Soal 8. Seorang siswa menyelam (m = 40 kg) di sebuah permukaan air danau pada kedalaman 10 meter. Bila g = 10 m.s-2, massa jenis air adalah 1000 kg.m-3 dan tekanan udara luar 1 atm (1 atm = 1,01.105 Pa), maka besar tekanan yang dialami siswa tersebut adalah...
A. 4,01.105 Pa
B. 3,01.105 Pa
C. 2,01.105 Pa
D. 3,01.104 Pa
E. 2,01.104 Pa
Penyelesaian Fisika: E
\[\begin{align*} P &= P_H+P_o \\ P &= \rho gh+P_o\\ P &= 10^3.10.10+1,01.10^5 \\ P &= 2,01.10^5Pa \end{align*}\]
Soal 9. Sebuah tabung-U, diisi dengan dua jenis cairan, yaitu air dan minyak, ternyata permukaan minyak setinggi 10 cm dan permukaan air setinggi 8 cm. Jika massa jenis air adalah 1000 kg.m-3, maka massa jenis minyak adalah...
A. 80 kg.m-3
B. 800 kgm-3
C. 45 kg.m-3
D. 200 kg.m-3
E. 20 kg.m-3
Penyelesaian Fisika: B
\[\begin{align*} \rho _ah_a &= \rho _mh_m \\ 1000(8) &= \rho _m(10)\\ \rho _m&= 800\: kg.m^{-3}\\ \end{align*}\]
Soal 10. Archimedes diperintahkan untuk menyelidiki apakah mahkota raja terbuat dari emas murni atau hanya imitasi. Ia menimbang mahkota tersebut dan pembacaan menunjukkan berat mahkota sebesar 16 N. Lalu, mahkota tersebut ditimbang sambil dicelupkan ke air dan pembacaan menunjukkan berat mahkota yang tercelup sebesar 15 N. Apakah mahkota itu asli atau imitasi? $ \rho _{air}=1000kg.m^{-3}, \rho _{emas}=19300kg.m^{-3}$
Penyelesaian Fisika: \[\begin{align*} \frac{W_b}{\rho _b}&=\frac{W_b-W_c}{\rho _c}\\ \frac{16}{\rho _b}&=\frac{16-15}{1000}\\\frac{16}{\rho _b}&=\frac{1}{1000}\\\rho _b&=16.000kg.m^{-3}\end{align*}\]Karena massa jenis mahkota TIDAK SAMA dengan massa jenis emas, maka dipastikan mahkota tersebut adalah imitasi.
Soal 11. Tempat penampungan air setinggi 2,6 m dan memiliki lubang bocor kecil pada ketinggian 180 cm dari bagian dasarnya. Saat bak penuh air, kecepatan maksimum pancaran air dari kebocoran adalah ….
A. 2 m / s
B. 3 m / s
C. 4 m / s
D. 5 m / s
E. 6 m / s
Penyelesaian Fisika: C
\[\begin{align*} v&=\sqrt{2g(H-h)}\\ &=\sqrt{2(10)(2,6-1,8)}\\ &=\sqrt{16}=4ms^{-1} \end{align*}\] baca juga:
Soal Dan Penyelesaian Ujian PAT Fisika Kelas XI Semester II
